近日，上海騰拔(ba)Universal TA質(zhì)構(gòu)(gou)儀助力杭州電(dian)子科技大(da)學(xué)研究人(ren)員在國(guó)(guo)際期刊《ACS Applied Electronic Materials》發(fā)表了題為(wei)"Polydopamine-Based Multifunctional Hydrogel for Flexible Supercapacitor and Pressure Sensor Applications"的研(yan)究論文。

柔性能(neng)量?jī)?chǔ)存(cun)裝置和傳(chuan)感器(qi)是可穿戴(dai)電子器件的兩(liang)大關(guān)鍵(jian)因素。設(shè)計(jì)一個(gè)(ge)集合一個(gè)傳(chuan)感器和高性能(neng)能量(liang)儲(chǔ)存的多功(gong)能部件令(ling)人興奮(fen)，但仍(reng)然是一大挑戰(zhàn)(zhan)。在該研究(jiu)中，研(yan)究人員將聚(ju)多巴胺(PDA)引(yin)入到聚乙烯(xi)醇(PVA)和聚(ju)乙二(er)醇(PEG)交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)(luo)中來(lái)制備具(ju)有力學(xué)性能的(de)多功(gong)能水凝(ning)膠。含(han)有PDA的薄膜電(dian)極在水(shui)凝膠原位生長(zhǎng)(zhang)。獲得的裝(zhuang)置可同時(shí)用(yong)作超級(jí)電容器(qi)和壓力傳感(gan)器。超級(jí)電(dian)容器面積比電容為電(dian)流密度(du)為0.2 mA cm^?2時(shí)的(de)210.2 mF cm^?2。作為一個(gè)柔性(xing)傳感器(qi)，該裝置具(ju)有廣泛的壓強(qiáng)(qiang)范圍，且在0?5 kPa壓強(qiáng)(qiang)范圍內(nèi)具有(you)良好的靈(ling)敏性(0.57 kPa?1)。該裝(zhuang)置能夠穩(wěn)(wen)定監(jiān)測(cè)人(ren)體運(yùn)動(dòng)，從平穩(wěn)(wen)的手腕(wan)脈搏到(dao)緊緊抓(zhua)住，為整合能量(liang)儲(chǔ)存(cun)裝置和(he)功能傳(chuan)感器在可穿戴(dai)電子(zi)器件應(yīng)用(yong)提供了一個(gè)(ge)解決方案(an)。

在該研究中，研(yan)究人員(yuan)利用上海騰拔(ba)Universal TA質(zhì)構(gòu)儀來(lái)測(cè)定(ding)PDA_X?PVA/PEG水凝膠的力(li)學(xué)性(xing)能。下圖a為PDA_X?PVA/PEG水凝膠的應(yīng)(ying)力-應(yīng)變曲線，當(dāng)(dang)應(yīng)變(bian)達(dá)到大約(yue)35%時(shí)，PDA₁?PVA/PEG水凝膠壓(ya)強(qiáng)最小，為(wei)0.02MPa，相比，PDA₀?PVA/PEG的壓強(qiáng)為0.038 MPa。這表(biao)明PDA的(de)引入增加(jia)了水凝膠的(de)柔性，這可能(neng)歸因于PDA引起(qi)的非共價(jià)作用(yong)。改變交(jiao)聯(lián)程度可以改(gai)變水凝膠的(de)彈性(xing)和在(zai)壓力下的變形(xing)能力，反(fan)過(guò)來(lái)影響其(qi)壓強(qiáng)(qiang)-傳感(gan)能力。對(duì)(dui)于PDA_1.6?PVA/PEG水凝膠，其(qi)壓強(qiáng)有所上升(sheng)，這說(shuō)明過(guò)(guo)量的PDA可(ke)以導(dǎo)(dao)致水凝膠變得(de)更堅(jiān)硬。下(xia)圖b為PDA₁?PVA/PEG水凝膠的循環(huán)(huan)壓縮測(cè)(ce)試。在100次循(xun)環(huán)中，曲線表現(xiàn)(xian)出極小(xiao)的延滯(zhi)?；瘜W(xué)和物理雙(shuang)交聯(lián)使得水凝(ning)膠具有較高的(de)疲勞性能(neng)。

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Polydopamine-Based Multifunctional Hydrogel for Flexible Supercapacitor and Pressure Sensor Applications